PERUBAHAN FISIKA DAN PERUBAHAN KIMIA

Pada saat kita membuat es batu maka kita telah mengubah wujud zat cair menjadi zat padat. Demikian juga sebaliknya, es batu dalam es teh lama-kelamaan akan mencair. Pada kedua peristiwa tersebut telah terjadi perubahan fisika. Apakah perubahan fisika dan perubahan kimia itu ? Ayo temukan jawabannya dengan mempelajari bab ini !

PERUBAHAN FISIKA

Perubahan fisika adalah perubahan pada zat yang tidak menghasilkan zat jenis baru. Contohnya beras yang ditumbuk menjadi tepung. Beras yang ditumbuk menjadi tepung, hanya menunjukkan bentuk dan ukuran yang berubah, tetapi sifat molekul zat pada beras dan tepung tetap sama.

Peristiwa perubahan wujud zat, antara lain : menguap, mengembun, mencair, membeku, menyublim, mengkristal merupakan perubahan fisika.

Terdapat beberapa ciri- ciri pada perubahan fisika, yaitu:

1. tidak terbentuk zat jenis baru,
2. zat yang berubah dapat kembali ke bentuk semula,
3. hanya diikuti perubahan sifat fisika saja.

Perubahan fisika yang lainnya adalah perubahan bentuk, perubahan ukuran, dan perubahan warna.

PERUBAHAN KIMIA

Perubahan kimia adalah perubahan pada zat yang menghasilkan zat jenis baru. Misalnya pada saat membakar kertas. Setelah kertas tersebut habis terbakar akan terdapat abu yang diperoleh akibat proses pembakaran. Kertas sebelum dibakar memiliki sifat yang berbeda dengan kertas sesudah dibakar.

Contoh perubahan kimia, antara lain: nasi membusuk, susu yang basi, sayur menjadi basi, telur membusuk, telur asin, besi berkarat, dan lain-lain.

Terdapat beberapa ciri-ciri perubahan kimia suatu zat, yaitu: terbentuk zat jenis baru, zat yang berubah tidak dapat kembali ke bentuk semula, diikuti oleh perubahan sifat kimia melalui reaksi kimia.

Selama terjadi perubahan kimia, massa zat sebelum reaksi sama dengan massa zat sesudah reaksi.

---

Latihan Soal 

Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Perubahan Fisika dan Perubahan Kimia” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :

=> Latihan Soal Perubahan Fisika dan Perubahan Kimia [klik di sini]

---

Sifat Fisika dan Sifat Kimia

Di stasiun pengisian bahan bakar umum(SPBU) selalu kita temukan larangan “DILARANG MEROKOK“ . Mengapa terdapat larangan ini ?  Ayo temukan jawabannya dengan mempelajari materi  ini.

SIFAT FISIKA

Sifat fisika adalah sifat suatu zat yang dapat diamati tanpa mengubah zat-zat penyusun materi tersebut. Sifat fisika antara lain wujud zat, warna, bau, titik leleh, titik didih, massa jenis, kekerasan, kelarutan, kekeruhan, kemagnetan, dan kekentalan. Berikut ini pembahasan mengenai sifat-sifat fisika tersebut :

Wujud zat

Wujud zat dibedakan atas zat padat, cair, dan gas. Zat tersebut dapat berubah dari satu wujud ke wujud lain. Beberapa peristiwa perubahan yang kita kenal, yaitu : menguap, mengembun, mencair, membeku, meyublim, dan mengkristal.

Warna

Setiap benda memiliki warna yang berbeda-beda. Warna merupakan sifat fisika yang dapat diamati secara langsung. Warna yang dimiliki suatu benda merupakan ciri tersendiri yang

membedakan antara zat satu dengan zat lain. Misal, susu berwarna putih, karbon berwarna hitam, paku berwarna kelabu pudar dan lain–lain.

Kelarutan

Kelarutan suatu zat dalam pelarut tertentu merupakan sifat fisika. Air merupakan zat pelarut untuk zat-zat terlarut. Tidak semua zat dapat larut dalam zat pelarut. Misal, garam dapat larut dalam air, tetapi kopi tidak dapat larut dalam air.

Daya hantar listrik

Daya hantar listrik merupakan sifat fisika. Benda yang dapat menghantarkan listrik dengan baik disebut konduktor, sedangkan benda yang tidak dapat menghantarkan listrik disebut isolator. Benda logam pada umumnya dapat menghantarkan listrik. Daya hantar listrik pada suatu zat dapat diamati dari gejala yang ditimbulkannya. Misal, tembaga dihubungkan dengan sumber tegangan dan sebuah lampu. Akibat yang dapat diamati adalah lampu dapat menyala.

Kemagnetan

Berdasarkan sifat kemagnetan, benda digolongkan menjadi dua yaitu benda magnetik dan benda non magnetik. Benda magnetik adalah benda yang dapat ditarik kuat oleh magnet, sedangkan benda non magnetik adalah benda yang tidak dapat ditarik oleh magnet.

Titik Didih

Titik didih merupakan suhu ketika suatu zat mendidih.

Titik Leleh

Titik leleh merupakan suhu ketika zat padat berubah menjadi zat cair.

SIFAT KIMIA

Sifat kimia adalah ciri-ciri suatu zat yang berhubungan dengan terbentuknya zat jenis baru. Contoh sifat fisika antara lain mudah terbakar, mudah busuk, mudah meledak , beracun, dan berkarat (korosif). Berikut ini pembahasan mengenai sifat-sifat kimia :

Mudah terbakar

Bensin termasuk zat yang mudah terbakar. Sehingga, di stasiun pengisian bahan bakar terdapat larangan “DILARANG MEROKOK“. Dengan mengetahui sifat dari bahan-bahan yang mudah terbakar, kita akan dapat menggunakannya secara aman.

Mudah busuk

Akibat terjadi reaksi kimia dalam suatu makanan atau minuman, dapat mengakibatkan makanan dan minuman tersebut membusuk dan berubah rasa menjadi asam. Misal, nasi yang dibiarkan berhari–hari bereaksi dengan udara menjadi basi, susu yang berubah rasa menjadi asam.

Berkarat

Reaksi antara logam dan oksigen dapat mengakibatkan benda tersebut berkarat. Logam, seperti : besi dan seng memiliki sifat mudah berkarat.

Mudah meledak

Interaksi zat dengan oksigen di alam ada yang mempunyai sifat mudah meledak, seperti : magnesium, uranium dan natrium.

Racun

Terdapat beberapa zat yang memiliki sifat kimia beracun, antara lain: insektisida, pestisida, fungisida, herbisida dan rodentisida. Zat beracun tersebut digunakan manusia untuk membasmi hama, baik serangga maupun tikus.

Latihan Soal 

Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Sifat Fisika dan Sifat Kimia” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :

=> Latihan Soal Sifat Fisika dan Sifat Kimia [klik di sini]

Pemuaian

Kereta api merupakan alat transportasi darat yang banyak dimanfaatkan untuk bepergian. Kereta berjalan di atas rel. Pada sambungan rel kereta api terdapat sebuah celah, seperti pada gambar di bawah ini. Celah tersebut pada malam hari lebar, sedangkan siang hari menjadi sempit karena terkena sinar matahari. Apakah sebabnya? Mengapa harus ada celah? Ayo temukan jawabannya dengan mempelajari bab ini.

Pengertian Pemuaian

Zat akan memuai bila dipanaskan dan menyusut ketika didinginkan. Bila suatu zat dipanaskan (suhunya dinaikkan) maka molekul-molekulnya akan bergetar lebih cepat dan amplitudo getaran akan bertambah besar, akibatnya jarak antara molekul benda menjadi lebih besar dan terjadilah pemuaian. Pemuaian adalah bertambahnya ukuran benda akibat kenaikan suhu zat tersebut.

Pemuaian dapat terjadi pada zat padat, cair, dan gas. Besarnya pemuaian zat sangat tergantung ukuran benda semula, kenaikan suhu dan jenis zat. Efek pemuaian zat sangat bermanfaat dalam pengembangan berbagai teknologi.

Jenis Pemuaian

Pemuaian zat padat

Pemuaian pada zat padat dapat berupa :

1. Muai panjang
2. Muai luas
3. Muai ruang/volume

                        Gambar muai luas

Pemuaian zat cair

Sama halnya dengan zat padat, zat cair bila dipanaskan akan memuai. Pemuaian yang terjadi adalah muai volume. Semakin tinggi suhu yang diberikan pada zat cair itu maka semakin besar muai volumenya. Pemuaian zat cair untuk masing-masing jenis zat cair berbeda-beda, akibatnya walaupun mula-mula volume zat cair sama tetapi setelah dipanaskan volumenya menjadi berbeda-beda.

Pemuaian gas

Gas akan memuai bila dipanaskan. Contoh dari pemuaian gas adalah peristiwa ban yang meletus. Ban mobil tersebut meletus karena terjadi pemuaian udara atau gas di dalam ban. Pemuaian tersebut terjadi karena adanya kenaikan suhu udara di ban mobil akibat gesekan roda dengan aspal.

Penerapan prinsip pemuaian

Prinsip pemuaian zat banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini adalah beberapa contoh penerapan pemuaian :

Pemasangan Kaca Jendela

Pemasangan kaca jendela memperhatikan juga ruang muai bagi kaca sebab koefisien muai kaca lebih besar daripada koefisien muai kayu tempat kaca tersebut dipasang.

Pemasangan Sambungan Rel Kereta Api

Penyambungan rel kereta api harus menyediakan celah antara satu batang rel dengan batang rel lain. Jika suhu meningkat, maka batang rel akan memuai hingga akan bertambah panjang. Dengan diberikannya ruang muai antar rel maka tidak akan terjadi desakan antar rel yang akan mengakibatkan rel menjadi bengkok.

Pemasangan Bingkai Besi pada Roda Pedati

Bingkai roda pedati pada keadaan normal dibuat sedikit lebih kecil daripada tempatnya sehingga tidak dimungkinkan untuk dipasang secara langsung pada tempatnya. Untuk memasang bingkai tersebut, terlebih dahulu besi harus dipanaskan hingga memuai dan ukurannya pun akan menjadi lebih besar daripada tempatnya sehingga memudahkan untuk dilakukan pemasangan bingkai tersebut. Ketika suhu mendingin, ukuran bingkai kembali mengecil dan terpasang kuat pada tempatnya.

Pemasangan Jaringan Listrik dan Telepon

Kabel jaringan listrik atau telepon dipasang kendur dari tiang satu ke tiang lainnya sehingga saat udara dingin panjang kabel akan sedikit berkurang dan mengencang. Jika kabel tidak dipasang kendur, maka saat terjadi penyusutan kabel akan terputus.

Keping Bimetal

Keping bimetal adalah dua buah keping logam yang memiliki koefisien muai panjang berbeda yang dikeling menjadi satu. Keping bimetal sangat peka terhadap perubahan suhu. Pada suhu normal panjang keping bimetal akan sama dan kedua keping pada posisi lurus.

Jika suhu naik kedua keping akan mengalami pemuaian dengan pertambahan panjang yang berbeda. Akibatnya keping bimetal akan membengkok ke arah logam yang mempunyai koefisien muai panjang yang kecil.

keterangan :

(a) keping bimetal pada suhu kamar

(b) keping bimetal jika dipanaskan

(c) keping bimetal jika didinginkan

Latihan Soal 

Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Pemuaian” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :

=> Latihan Soal Pemuaian [klik di sini]

Besaran dan Satuan

Dalam kehidupan sehari-hari sering kita temukan berbagai kegiatan yang berhubungan dengan pengukuran, misalnya di pasar. Misalnya, pedagang ikan menimbang massa ikan untuk dijual, pedagang kain mengukur panjang dan lebar kain dengan meteran kain, serta pembeli sepulang dari pasar melihat jamnya untuk memperkirakan waktu kedatangan angkutan umum. Massa, panjang, dan waktu termasuk besaran fisika. Karena dalam kehidupan sehari-hari banyak terdapat kegiatan yang berhubungan dengan pengukuran besaran fisika, maka sangatlah penting bagi kita untuk mempelajari pengukuran, besaran, dan satuan tersebut secara baik.

Besaran dan Satuan
Besaran adalah sesuatu yang dapat diukur, serta memiliki nilai dan satuan. Berdasarkan satuannya, besaran dibedakan menjadi 2, yaitu besaran pokok dan besaran turunan.

Besaran Pokok
Besaran pokok adalah besaran yang satuannya ditetapkan terlebih dahulu. Besaran pokok ada 7 (tujuh), yaitu :


Besaran Turunan
Besaran turunan adalah besaran yang satuannya diturunkan dari satu atau lebih satuan besaran pokok. Diturunkan artinya dijabarkan atau diperoleh dari penggabungan satuan-satuan besaran pokok. Besaran turunan beserta satuannya antara lain :



Pengukuran Besaran Pokok
Pengukuran Panjang
Untuk mengukur panjang digunakan beberapa alat ukur panjang, antara lain :

1. Meteran kelos, memiliki ketelitian 1 cm
2. Mistar, memiliki ketelitian 1 mm
3. Jangka sorong, memiliki ketelitan 0,1 mm

Hasil pengukuran menggunakan jangka sorong diperoleh dengan menjumlahkan nilai yang ditunjukkan oleh skala utama dengan nilai yang ditunjukkan oleh skala nonius.
Contoh :



Mikrometer sekrup, memiliki ketelitan 0,01 mm
Hasil pengukuran menggunakan micrometer sekrup diperoleh dengan menjumlahkan nilai yang ditunjukkan oleh skala utama dengan nilai yang ditunjukkan oleh skala nonius.
Contoh :



Pengukuran Massa
Untuk mengukur massa benda digunakan alat ukur massa, antara lain : neraca ohauss, neraca sama lengan, neraca digital, timbangan.

Pengukuran Waktu
Untuk mengukur waktu digunakan alat ukur antara lain stopwatch, jam atom, dan arloji.


Pengukuran Besaran Turunan
Pengukuran Volume Benda yang Bentuknya Tidak Teratur dengan Gelas Ukur

Volume benda ditentukan dengan persamaan :

V = V₂ – V₁

keterangan :
V = volume benda
V₁ = volume awal
V₂ = volume akhir


Pengukuran Volume Benda yang Bentuknya Tidak Teratur dengan Gelas Ukur dan Gelas Berpancuran

Volume benda = volume air yang tumpah ke dalam gelas ukur

Latihan Soal
Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Besaran dan Satuan” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :
=> Latihan Soal Besaran dan Satuan [klik di sini]

Zat dan Wujudnya

Kita pasti tahu tentang kapal selam. Mengapa kapal selam dapat mengapung di permukaan air dan dapat bergerak di bawah air? Mengapa kapal-kapal besar di lautan meskipun terbuat dari besi/logam, tetapi tidak tenggelam? Ayo temukan jawabannya dengan mempelajari bab ini.

Sifat Zat
Zat adalah sesuatu yang memiliki massa dan menempati ruang. Menurut wujudnya zat digolongkan menjadi tiga yaitu :
1. zat padat,
2. zat cair,
3. zat gas.
Ketiga wujud zat tersebut memiliki sifat-sifat seperti ditunjukkan pada tabel berikut ini :



Susunan dan Gerak Partikel Berbagai Zat



Massa Jenis
Ditinjau dari definisi zat yang mempunyai massa dan menempati ruang, setiap zat dapat dibedakan berdasarkan massa dan volumenya. Perbandingan antara massa dan volume suatu zat disebut massa jenis (disimbolkan ρ, dibaca rho). Jadi, jenis zat dapat diketahui dari massa jenisnya.
Secara matematis, massa jenis suatu zat dapat ditentukan melalui persamaan berikut ini :

Keterangan :

r = massa jenis (kg/m³)

m = massa zat (kg)

V = volume zat (m³)

Penerapan  Konsep Massa Jenis dalam Kehidupan Sehari-hari :

1.  Kapal Selam

Ketika terapung massa jenis total kapal selam lebih kecil dari massa jenis air laut dan sewaktu tenggelam massa jenis total kapal selam lebih besar dari massa jenis air laut

2.  Balon Gas

Balon gas berisi gas helium. Gas helium memiliki massa jenis yang lebih kecil dari udara, sehingga balon gas bisa naik ke atas.

---

Latihan Soal 

Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Zat dan Wujudnya” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :

=> Latihan Soal Zat dan wujudnya [klik di sini]

---

Suhu dan Pengukurannya

Ketika berjalan di bawah terik matahari tentu kita akan merasakan panas. Demikian pula ketika malam hari, kita akan merasakan dinginnya malam. Dalam kehidupan sehari-hari panas atau dingin biasa digunakan untuk menjelaskan derajat suhu suatu benda. Apa yang dimaksud dengan suhu? Temukan jawabannya dengan mempelajari materi ini !

(Sumber Gambar : http://www.citydirectory.co.id/asset/upload/news/2011/10/U-12.jpg)

PENGERTIAN SUHU

Suatu benda dikatakan panas, berarti benda tersebut memiliki suhu yang tinggi. Demikian pula suatu benda dikatakan dingin, berarti benda tersebut bersuhu rendah.

Suhu adalah ukuran derajat panas atau dinginnya suatu benda. Suhu diukur dalam satuan Kelvin, Celcius, Reamur, dan Fahrenheit. Satuan suhu dalam SI adalah Kelvin.

Perasaan kita tidak dapat menyatakan suhu suatu benda dengan tepat, hal ini dibuktikan dengan percobaan berikut :

 (Sumber Gambar : BSE IPA Kelas VII SMP - Wasis dkk)

Ketika kamu memasukkan tangan kirimu ke ember yang berisi air es, ternyata tanganmu terasa dingin. Sedangkan tangan kanan yang kamu masukkan pada ember yang berisi air hangat, ternyata akan terasa hangat. Ketika kamu memindahkan kedua telapak tanganmu dengan cepat dan memasukannya pada ember yang berisi air leding , ternyata tangan kiri yang tadinya merasakan dingin akan berubah merasakan hangat, sedangkan tangan kanan yang tadinya merasakan hangat akan terasa dingin. Mengapa demikian?

Hal ini menunjukkan bahwa perasaan kita tidak dapat menyatakan suhu suatu benda dengan tepat, juga karena jangkuan perasaan kita terbatas. Oleh karena itu manusia menciptakan suatu alat yang dapat digunakan untuk mengukur suhu dan besarnya suhu dapat dilihat dari angka yang ditunjukkan.

TERMOMETER

Alat yang digunakan untuk mengukur suhu benda dengan tepat dan menyatakannya dengan angka disebut termometer. Sebuah termometer biasanya terdiri dari sebuah pipa kaca berongga yang berisi zat cair (alkohol atau air raksa), dan bagian atas cairan adalah ruang hampa udara.

Termometer dibuat berdasarkan prinsip bahwa volume zat cair akan berubah apabila dipanaskan atau didinginkan. Volume zat cair akan bertambah(memuai) apabila dipanaskan, sedangkan apabila didinginkan volume zat cair akan berkurang. Naik atau turunnya zat cair tersebut digunakan sebagai acuan untuk menentukan suhu suatu benda.

Zat cair sebagai bahan pengisi thermometer ada dua macam, yaitu air raksa dan alkohol. Berikut ini beberapa keuntungan air raksa sebagai pengisi termometer, antara lain :

1. Air raksa mudah dilihat karena mengkilat.
2. Volume air raksa berubah (memuai) secara teratur.
3. Air raksa tidak membasahi dinding pipa kapiler, sehingga pengukurannya menjadi teliti.
4. Daerah ukurnya luas, karena air raksa membeku pada suhu – 40 ⁰C dan mendidih pada suhu 360 ⁰C.
5. Air raksa cepat mengambil panas dari suatu benda yang sedang diukur.

Selain beberapa keuntungan, ternyata air raksa juga memiliki beberapa kerugian, antara lain:

1. Air raksa harganya mahal.
2. Air raksa tidak dapat digunakan untuk mengukur suhu yang sangat rendah.
3. Air raksa termasuk zat beracun sehingga berbahaya apabila tabungnya pecah.

Untuk mengukur suhu yang lebi rendah sering digunakan Termometer Alkohol, karena titik beku alkohol lebih rendah disbanding raksa. Keuntungan menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :

1. Alkohol harganya murah.
2. Alkohol lebih teliti, sebab untuk kenaikan suhu yang kecil ternyata alkohol mengalami perubahan volume yang besar.
3. Alkohol dapat mengukur suhu yang sangat rendah, sebab titik beku alkohol –130⁰C.

Kerugian menggunakan alkohol sebagai pengisi termometer, antara lain :

1. Membasahi dinding kaca.
2. Titik didihnya rendah (78 ⁰C)
3. Alkohol tidak berwarna, sehingga perlu memberi pewarna dahulu agar dapat dilihat.

SKALA BERBAGAI MACAM TERMOMETER

Supaya suhu suatu benda dapat diukur dengan menggunakan termometer hingga diketahui nilainya, maka dinding kaca thermometer diberi skala dengan cara menandai titik-titik tertentu pada kaca. Setelah itu masing-masing titik tersebut diberi angka untuk menunjukkan derajat panas atau dinginnya suatu benda.

Langkah yang dipakai untuk menentukan skala suhu thermometer menurut Celsius-Ilmuwan Swedia- , sebagai berikut:

1. Titik tetap bawah skala Celsius (0⁰) menggunakan suhu air yang sedang membeku (es).
2. Titik tetap atas (100⁰ ) menggunakan suhu air yang sedang mendidih pada tekanan udara normal yaitu 1 atm.
3. Bagi jarak antara kedua titik tetap atas dan titik tetap bawah menjadi bagian yang sama (100 bagian). Hal ini menunjukkan bahwa jarak antara dua garis berurutan sama dengan 1⁰C.

Di bawah ini ditunjukkan perbandingan empat skala suhu, yaitu skala suhu Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin.

Termometer Celsius

• Dibuat oleh Anders Celsius dari Swedia pada tahun 1701 - 1744.
• Titik tetap atas menggunakan air yang sedang mendidih (100⁰C).
• Titik tetap bawah menggunakan air yang membeku atau es yang sedang mencair (0⁰C).
• Perbandingan skalanya 100.

Termometer Reamur

• Dibuat oleh Reamur dari Perancis pada tahun 1731.
• Titik tetap atas menggunakan air yang mendidih (80⁰R).
• Titik tetap bawah menggunakan es yang mencair (0⁰R).
• Perbandingan skalanya 80.

Termometer Fahrenheit

• Dibuat oleh Daniel Gabriel Fahrenheit dari Jerman pada tahun 1986- 1736
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (212⁰F).
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (0⁰F).
• Perbandingan skalanya 180.

Termometer Kelvin

• Dibuat oleh Kelvin dari Inggris pada tahun 1848-1954
• Titik tetap atas menggunakan air mendidih (373 K).
• Titik tetap bawah menggunakan es mencair (273 K).
• Perbandingan skalanya 100.

Hubungan antara Celsius, Reamur, Fahrenheit dan Kelvin adalah sebagai berikut :

	Celcius	Reamur	Fahrenheit	Kelvin
Titk tetap Atas Titik Tetap Bawah Rentang Jarak Angka Pembanding	1000C 00C 100 5	800R 00R 80 4	2120F 320F 180 9	373 273 100 5

Perbandingan Skala :

t_C : t_R : (t_F-32) : (t_K-273) = 5 : 4 : 9 : 5

jadi :     

Contoh Soal :

Jika termometer Celcius menunjukkan angka 50⁰C, berapakah angka yang ditunjukkan termometer Reamur ?

Diketahui : t_C = 50⁰C

Ditanya  : t_R = ...?

Jawab :

Jadi 50⁰C sama dengan 40⁰R.

Simulasi Konversi Suhu
Untuk lebih mudah memahami konversi suhu silahkan pelajari simulasi berikut ini :
Simulasi konversi suhu Celcius - Reamur [klik di sini]
Simulasi konversi suhu Celcius - Fahrenheit [klik di sini]
Simulasi konversi suhu Celcius - Kelvin [klik di sini]

---

Latihan Soal 

Untuk mengevaluasi pemahaman materi mengenai “Suhu dan Pengukurannya” ini silahkan kerjakan latihan soal berikut :

=> Latihan Suhu dan Pengukurannya [klik di sini]

---